溶解气驱油藏油气两相试井分析方法研究

应用物质平衡原理建立多相渗流数学模型，通过定义拟函数将多相渗流方程变换为单相流体渗流方程相似形式，从而为多相流试井分析提供实用方法；分析讨论了利用相对渗透率曲线的拟函数处理方法在实际应用中所面临的困难，提出利用现场生产数据计算相对渗透率和拟函数处理的新方法。该方法所需相关参数少、计算稳定。通过软件实现与现场资料分析表明，其解释结果可靠。     

垂直多相管流同时计算压力和温度梯度的新方法

本文从稳定态能量平衡的基本方程出发,导出一个可考虑多相流体沿垂直管向上流动时,部份流体从液相变为气相、气相体积不断膨胀和各相与管壁的摩擦等现象产生对流体温度影响的井温计算公式。文中给出一种联立求解多相管流动量方程和能量方程的数值算法。利用这种算法可同时求得多相流体流动时,压力和温度沿井筒的变化。数值计算的初步结果表明,本法较美国八零年发表半径验式的休法(Shiu)有所改进,根据我国江汉油田部分实测资料刘比,吻合更好。     

油气水过井口油嘴的临界流动研究

通过对目前国内外使用的多相流体过油嘴流动关系式分类评价分析,指出各类方法的优缺点;并在此基础上,从混合流体过油嘴流动的基本能量平衡关系式出发,结合考虑组分、相态的流体PVT参数分析,导出多相流体过油嘴流动的机理模型。实例计算表明:该模型具有较高的准确性,平均百分误差不超过-1·4%,平均绝对误差不超过6·75%,可用于黑油、挥发油及凝析液等各种油藏流体过油嘴流动的动态预测。     

蒸汽辅助重力驱生产井井筒举升工况分析

蒸汽辅助重力驱(Steam Assisted Gravity Drainage)SAGD技术是水平井结合注蒸汽工艺技术在开采稠油中的具体运用,在我国辽河油田开始了现场试验。为了分析生产井能否维持自喷并进行正常的SAGD开采,本文打破了常规的计算方法,首次将井眼轨迹计算技术引人多相流动的计算中,应用多相流体力学和传热学原理,建立了井筒内的能量平衡方程及热传导方程。通过对汽液两相流体在倾斜井筒中总传热系数方程式、热传导方程式及能量平衡方程式的求解,得出了计算井筒内任意点处压力、干度及其他物性参数的计算公式,总结出一套新的计算方法,并编制了计算软件。理论计算与现场实测数据的对比表明,该理论是正确的,利用该软件所得计算结果可以作为油田SAGD生产举升方案设计的依据。     

一种计算多相垂直管流井底流压的新方法

半个多世纪以来，国内外学者已经提出了许多垂直管多相流井底流压的计算方法，这些方法主要是基于多相流处于稳态流动，通过各种流态模型的建立和适用条件[研究，较好解决了多相流井底流压的计算问题。如：Hasan-Kabir相关式，Hagedorn-Brown相关式，Aziz相关式，Beggs-Brill相关式，Orkiszewski相关式等，但是，至今还未见到多相垂直管流不稳定流吉底流压的计算研究的专题报道，文中就此介绍一种计算多相垂直管流井底流压的新方法，供现场工程人员参考或使用。     

凝析气井垂直管流计算新方法

指出目前常用的凝析气井垂直管流计算方法存在未考虑传热，动能损失，温度分布计算等缺点；考虑上述因素及其它条件，根据气体稳定劝能量方程和传热原理，推出了凝析气井井筒微分压力迭代垂直管流诸新方法；     

干空气钻井中环空携岩理论研究

本文从两相流的连续性方程和动量方程入手，研究和计算出了既反映多相流实际流动情况，又能应用于现场的环空颗粒运动微分方程。     

气液两相流管道中的瞬态流动及清管操作模型

对于气液两相流的瞬态模拟,需要对连续性方程、能量方程及动量方程进行复杂的计算。简化的瞬态清管模型是采用近似的稳态假设和某一流态下两相局部动量平衡的方法,对连续性方程和动量方程进行适当的简化。TACITE瞬态清管模型是以漂移流动模型的数值分辨率为基础,可用于多相传输中遇到的有关坡度、流动特性和流动状态的任何情况,其精确的数值格式可以对混合物组成进行精确的追踪。通过将模拟结果与实测数据进行对比表明：这两种模型的模拟结果均可满足工程需要,TACITE模型模拟数据与实测数据具有更好的一致性。     

断溶体油气藏流动物质平衡方法

断溶体油藏由于“竖板”状的特珠形态,需要针对其流动特征,建立具有针对性的流动物质平衡方法。采用图示法分析了断溶体油藏油气流动模式,根据不同的流动特征以及对应的产能方程计算了油藏的渗透率,在此基础上建立了断溶体油藏的流动物质平衡新方法,并通过数值模型,验证了新方法的适用性。结果表明：断溶体油藏直井中的流动模式为线性流,与常规油藏水平井的流动特征相似,而断溶体油藏水平井中的流动模式为径向流,类似于常规油藏直井的流动特征;该方法和物质平衡方法得到的动态储量误差小于5%;新方法对储层渗透率的计算更接近实际井况。该研究对断溶体油藏动态储量核算具有指导意义。     

欠平衡钻井井口回压控制理论与方法

以钻井环空多相非稳态流理论为基础,根据气-液两相流体在井筒流动过程中遵循的基本方程,利用有限差分的数值解法进行求解,刻划了井内流体的各种运动特性以及瞬态压力平衡关系,提出了利用井口回压对井内各流动参数进行控制,找出了井口回压和气体侵入量对井内各种流动参数的影响关系和规律,得出一些指导欠平衡钻井的有益的结论,对进一步深化和完善欠平衡钻井和井控理论研究以及现场应用具有重要的现实意义。     

水平井有杆泵抽油井井筒压力分布预测方法

根据水平管中单相液流的压降计算公式和多相流体力学的能量守恒原理，导出了流体进入水平井段五种情况下的沿程压降计算公式和水平井井筒压力分布预测模型。     

基于CFD的井下油水两相文丘里流量计优选

为解决因流量、油水比变化及两相流态的复杂性所带来的井下文丘里管油水两相测量精度和设计选型等问题,根据多相流理论及计算方法,在不同入口流量、不同油水比条件下,模拟计算3种不同文丘里流量计的油水两相流场并进行方案优选。计算结果表明,介质接近油相或水相时,两相流态分别接近层流或湍流。流体经文丘里喉部后,油水两相分层特征显著。根据多相流计量精度的需要,通过CFD计算对比,优选出小流量下压降随液体粘度有显著变化的文丘里管设计方案。     

Water production logging in horizontal wells

New technology has enabled operators to drill an increasing number of extended reach, lateral, and horizontal wells. In these highly deviated or horizontal wells, conventional production logging sensors can be ambiguous in resolving multiphase flows. The successful diagnosis and treatment of water or gas production problems requires the identification of these specific influx zones. Providing reliable production logging solutions in this difficult environment has led to the development of new sensors which can measure both the holdup and velocity of each fluid phase. A novel tool string combination has evolved which incorporates sensors especially targeted at the stratified flow regimes encountered in horizontal wells. Independent, redundant methods are used to measure the flow parameters and enhance the accuracy of the interpreted solution. This paper reviews new integrated production logging methods of evaluating multiphase flow in horizontal wells. Examples are shown illustrating the location and quantification of the flow profiles and fluid distribution in producing wells. This information allows effective treatment of unwanted wellbore fluid entries.     

酸性气体在钻井液两相流动中的溶解度特性

考虑CO2/碳氢气体在油基钻井液中的相变、溶解度等因素,根据质量及动量守恒方程建立了控压钻井中CO2/碳氢气体在两相流动中的溶解度方程,利用CO2/碳氢气体状态方程及差分的方法对其求解。结果表明:当温度及井底溢流量一定时,随套压增大、油基比增大,CO2/碳氢气体在油/水基钻井液中的溶解度均逐渐增大,碳氢气体增大趋势较明显;CO2气体在水基钻井液中的溶解度曲线呈倒S型,到达一定环空深度后,CO2气体在油基钻井液中的溶解度与井深呈线性关系;碳氢气体与油基钻井液物理性质相近度较大,致使碳氢气体在钻井液中的溶解能力增加,从而溶解度增加;由于井口段气体体积急剧膨胀,大量气体析出,使得井口段环空压力剧减,因此溶解度的变化较明显。结论认为,在控压钻井的多相流计算中,应充分考虑酸性气体在钻井液中的溶解度影响。这样做不仅可提高多相流计算精度,而且还可为井底压力控制提供一定的指导。     

Annular multiphase flow behavior during deep water drilling and the effect of hydrate phase transition

It is very important to understand the annular multiphase flow behavior and the effect of hydrate phase transition during deep water drilling. The basic hydrodynamic models, including mass, momentum, and energy conservation equations, were established for annular flow with gas hydrate phase transition during gas kick. The behavior of annular multiphase flow with hydrate phase transition was investigated by analyzing the hydrate-forming region, the gas fraction in the fluid flowing in the annulus, pit gain, bottom hole pressure, and shut-in casing pressure. The simulation shows that it is possible to move the hydrate-forming region away from sea floor by increasing the circulation rate. The decrease in gas volume fraction in the annulus due to hydrate formation reduces pit gain, which can delay the detection of well kick and increase the risk of hydrate plugging in lines. Caution is needed when a well is monitored for gas kick at a relatively low gas production rate, because the possibility of hydrate presence is much greater than that at a relatively high production rate. The shut-in casing pressure cannot reflect the gas kick due to hydrate formation, which increases with time.     

页岩油藏裂缝网络多相渗流数值模拟研究

为了准确表征页岩油藏复杂裂缝中多相流体的流动,建立了嵌入裂缝多相流动模型和多裂缝交叉网络多相流动模型,采用数值模拟方法,研究了多相流体在多裂缝交叉网络中的流动规律。研究结果表明,裂缝网络多相渗流数值模拟方法解决了表征流体单一、裂缝尺度范围大、划分网格要求精度高、流体参数在裂缝界面处不连续等问题,能够判断水力压裂裂缝与天然裂缝沟通的规模及距离,数值模拟计算的地层压力可以表征页岩油藏裂缝网络附近区域内压力随生产时间的变化规律。裂缝网络多相渗流数值模拟,实现了数值模拟的高效计算,为评价页岩油藏储层提供了新的技术方法。      

加氢空冷器NH_4Cl流动沉积特性数值模拟

针对失效频繁的加氢空冷系统,通过对NH_4Cl沉积过程的工艺关联分析,揭示了NH_4Cl颗粒的成因及沉积机理,基于Eulerian-Lagrange方法建立NH_4Cl沉积数理模型,模拟空冷器内多相流体系下NH_4Cl颗粒沉积分布特性。结果表明:空冷器内气液相及平均流速分布波动较大,导致部分管束内NH_4Cl颗粒沉积加剧,颗粒沉积多集中在管箱两侧底部及两侧边缘管束入口附近;空冷器内铵盐沉积速率存在临界值,当多相流的流速大于3.0 m/s时,铵盐颗粒的沉积速率稳定在一个相对较低的范围内,而当其流速小于3.0 m/s时,颗粒的沉积速率将随着流速的降低而迅速升高;数值计算结果与失效案例的统计结果及红外测温仪的检测结果基本一致。     

三角网格差分方法在油藏数值模拟中的应用

在油藏数值模拟中 ,利用任意三角网格来剖分渗流区域 ,可以方便灵活地加密重点研究区结点 ,特别在处理渗流区的内外边界及断层方面有很大的拟合性。以二维三相黑油模型为例 ,提出用于油藏数值模拟的三角网格差分方法。首先建立以剖分结点为中心的均衡单元 ,再以均衡单元为单位 ,根据质量守恒原理 (均衡原理 )和能量守恒与转换定律 (达西定律 ) ,考虑单元侧向流量、源汇项及其内部储存量的变化量 ,建立了物理概念清楚的油、气、水渗流的三角网格差分方程 ,可用求解矩形网格差分方程的方法求解。介绍了三类渗流区域边界条件 (给定压力边界 ,给定流量边界 ,封闭边界 )应用方法 ;在处理断层时 ,将断层结点视为两个结点 ,在两侧分别编号 ,二者用达西定律产生水力联系的方法处理。对面积为 7.8km2 、有 5条断层的某油藏渗流区 ,应用三角网格差分方法仅剖分 2 90个结点、442个三角形面元 ,就很好地处理了非均质分区和断层问题 ,使所有采液井、注液井和探井均落在结点上 ,从而使计算精度得以提高 ,并很容易地进行了生产史匹配。图 3参 3 (王孝陵摘 )